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電子電路測量的基本方法
電子電路測量的基本方法
1 電子電路測量的基本方法1.1靜態(tài)測量和動態(tài)測量靜態(tài)測量和動態(tài)測量是根據(jù)測量過程中被測量是否隨時(shí)間變化來區(qū)分的。前者是指測量時(shí)，被測電路不加輸入信號或只加固定電位，如放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量；后者是指在測量時(shí)，被測電路需加上一定頻率和幅度的輸入信號，如放大器增益的測量。1.2 直接測量法和間接測量法 1.直接測量法使用按已知標(biāo)準(zhǔn)定度的電子儀器，對被測量值直接進(jìn)行測量，從而測得其數(shù)據(jù)的方法，稱為直接測量法。例如用電壓表測量交流電源電壓等。需要說明的是，直接測量并不意味著就是用直讀式儀器進(jìn)行測量，許多比較式儀器雖然不一定能直接從儀器度盤上獲得被測量之值，但因參與測量的對象就是被測量，所以這種測量仍屬直接測量。一般情況下直接測量法的度比較高。2.間接測量法使用按照已知標(biāo)準(zhǔn)定度的電子儀器，不直接對被測量值進(jìn)行測量，而對一個(gè)或幾個(gè)與被測量具有某種函數(shù)關(guān)系的物理量進(jìn)行直接測量，然后通過函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測量值，這種測量方法稱為間接測量法。例如，要測量電阻的消耗功率，可以通過直接測量電壓、電流或測量電流、電阻，然后根據(jù)P=UI=I2R=U2/R求出電阻的功率。 有的測量需要直接測量法和間接測量法兼用，稱為組合測量法。例如將被測量和另外幾個(gè)量組成聯(lián)立方程，通過直接測量這幾個(gè)量zui后求解聯(lián)立方程，從而得出被測量的大小。1.3直讀測量法與比較測量法直讀測量法是直接從儀器儀表的刻度上讀出測量結(jié)果的方法。如一般用電壓表測量電壓；利用頻率計(jì)測量信號的頻率等都是直讀測量法。這種方法是根據(jù)儀器儀表的讀數(shù)來判斷被測量的大小，這種方法簡單方便，因而被廣泛采用。比較測量法是在測量過程中，通過被測量與標(biāo)準(zhǔn)直接進(jìn)行比較而獲得測量結(jié)果的方法，電橋就是典型的例子，它是利用標(biāo)準(zhǔn)電阻（電容、電感）對被測量進(jìn)行測量。1.4測量方法的選擇采用正確的測量方法，可以得到比較的測量結(jié)果，否則會出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或錯(cuò)誤，甚至?xí)霈F(xiàn)損壞測量儀器或損壞被測設(shè)備和元件等現(xiàn)象。例如用萬用表的 R × 1 檔測量小功率三極管的發(fā)射結(jié)電阻時(shí)，由于儀表的內(nèi)阻很小，使三極管基極注入的電流過大，結(jié)果晶體管尚未使用就可能會在測試過程中被損壞。在選擇測量方法時(shí)，應(yīng)首先考慮被測量本身的特性、所處的環(huán)境條件、所需要的程度以及所具有的測量設(shè)備等因素，綜合考慮后正確地選擇測量方法、測量設(shè)備并編制合理的測量程序，才能順利地得到正確的測量結(jié)果。1.5電子測量儀器的放置 在電子測量中完成一項(xiàng)電參量的測量，往往需要數(shù)臺測量儀器及各種輔助設(shè)備。例如，要觀測負(fù)反饋對單級放大器的影響，就需要低頻信號發(fā)生器、示波器、電子電壓表及直流穩(wěn)壓電源等儀器。電子測量儀器擺放位置、連接方法等是否合理都會對測量過程、測量結(jié)果及儀器自身安全產(chǎn)生影響。因此要注意以下兩點(diǎn)：1．進(jìn)行測量前應(yīng)安排好電子測量儀器的位置放置儀器時(shí)，應(yīng)盡量使儀器的指示電表或顯示器與操作者的視線平行，以減少視差；對那些在測量中需頻繁操作的儀器，其位置的安排應(yīng)方便操作者的使用；在測量中當(dāng)需要兩臺或多臺儀器重疊放置時(shí)，應(yīng)把重量輕、體積小的儀器放在上層；對散熱量大的儀器還要注意它的散熱條件及對鄰近儀器的影響。2．電子測量儀器之間的連線電子測量儀器之間的聯(lián)線除了穩(wěn)壓電源輸出線，其它的信號線要求使用屏蔽導(dǎo)線，而且要盡量短，盡量做到不交叉，以免引起信號的串?dāng)_和寄生振蕩。例如在圖1-1所示的儀器布置中，（a）、(c)的布置和連線是正確的，（b）的連線過長，（d）連線有交叉，這兩種情況都是不妥當(dāng)?shù)摹?圖 A-1 儀器的布置和連線1.6電子測量儀器的接地電子測量儀器的接地有兩層意義，一是以保障操作者人身安全為目的的安全接地，二是以保證電子測量儀器正常工作為目的的技術(shù)接地。1．安全接地安全接地的“地”是指真正的大地，即實(shí)驗(yàn)室大地。大多數(shù)電子測量儀器一般都使用220V交流電源，而儀器內(nèi)部的電源變壓器的鐵芯及初、次級之間的屏蔽層都直接與機(jī)殼連接，正常時(shí)，絕緣電阻一般很大（達(dá)100MΩ），人體接觸機(jī)殼是安全的；當(dāng)儀器受潮或電源變壓器質(zhì)量不佳時(shí)，絕緣電阻會明顯下降，人體接觸機(jī)殼就可能觸電，為了消除隱患要求接地端良好接地。2．技術(shù)接地技術(shù)接地是一種防止外界信號串?dāng)_的方法。這里所說的“地”，并非大地，而是指等電位點(diǎn)，即測量儀器及被測電路的基準(zhǔn)電位點(diǎn)。技術(shù)接地一般有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。前者適用于直流或低頻電路的測量，即把測量儀器的技術(shù)接地點(diǎn)與被測電路的技術(shù)接地點(diǎn)連在一起，再與實(shí)驗(yàn)室的總地線（大地）相連；多點(diǎn)接地則應(yīng)用于高頻電路的測量。